在工作原理上,當(dāng)電芯電壓處于正常工作區(qū)間(如 2.5V 至 4.3V)時(shí),控制 IC 控制 MOS 開關(guān)保持導(dǎo)通狀態(tài),使電芯與外電路順暢連接,保護(hù)板正常輸出電壓。一旦電芯電壓出現(xiàn)異常,例如達(dá)到過充設(shè)定值,控制 IC 便會(huì)迅速發(fā)出指令,斷開 MOS 開關(guān)的輸出,停止充電;當(dāng)電芯電壓下降至過放設(shè)定值,控制 IC 會(huì)立即切斷放電回路;在短路情況下,負(fù)載電流急劇增大達(dá)到極限值,保護(hù)板會(huì)迅速響應(yīng),切斷放電回路,從而詳盡守護(hù)鋰電池的安全。鋰電池保護(hù)板廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、電動(dòng)交通工具、儲(chǔ)能系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。在消費(fèi)電子領(lǐng)域,像手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備中,保護(hù)板確保了鋰電池在頻繁充放電過程中的安全性與穩(wěn)定性,讓用戶能夠放心使用;在電動(dòng)交通工具領(lǐng)域,如電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車,保護(hù)板對(duì)于保障動(dòng)力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行至關(guān)重要,防止電池在充放電時(shí)出現(xiàn)過充、過放、過流等問題,為出行安全保駕護(hù)航;在儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域,無論是太陽能儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)力儲(chǔ)能系統(tǒng),還是家庭儲(chǔ)能設(shè)備,保護(hù)板都能有效保護(hù)大容量鋰電池組,提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性與使用壽命。保護(hù)板支持溫度保護(hù)嗎?低速電動(dòng)車鋰電池保護(hù)板云平臺(tái)開發(fā)
BMS分為純硬件BMS保護(hù)板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護(hù)板。純硬件的BMS保護(hù)板是一組比較固定的保護(hù)參數(shù),根據(jù)自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態(tài)保護(hù)與恢復(fù),不需要MCU參與,這樣的保護(hù)板也就不具備通訊信息交互的功能。而軟件+硬件的方式,MCU可以對(duì)信息的實(shí)時(shí)采集并且通過通訊方式與外部交互,上傳BMS保護(hù)板實(shí)時(shí)信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態(tài),尤其是在故障分析和算法建模的時(shí)候,需要大量的數(shù)據(jù)支撐,這時(shí)候就需要log存儲(chǔ)功能,盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù)。
智慧動(dòng)鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。 充電柜鋰電池保護(hù)板軟件設(shè)計(jì)被動(dòng)均衡(電阻耗能)或主動(dòng)均衡(能量轉(zhuǎn)移),解決電芯間電壓差異,提升整體壽命。
鋰電池保護(hù)板設(shè)計(jì)要點(diǎn)與選型指南化學(xué)體系適配三元鋰電池(NCM/NCA):需設(shè)置陡峭電壓保護(hù)點(diǎn)(如4.2V±0.05V);磷酸鐵鋰(LiFePO?):平臺(tái)區(qū)電壓平坦,建議結(jié)合溫度補(bǔ)償提升保護(hù)精度;鈦酸鋰(LTO):工作電壓低(1.5~2.8V),需定制保護(hù)邏輯。應(yīng)用場(chǎng)景需求消費(fèi)電子(如手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)):側(cè)重小體積、低功耗,單節(jié)保護(hù)板為主;電動(dòng)工具/無人機(jī):需支持高倍率放電(20C以上)與振動(dòng)防護(hù);儲(chǔ)能系統(tǒng)/新能源汽車:要求多串并保護(hù)(如16~32串)、主動(dòng)均衡及CAN通信。認(rèn)證與可靠性安全認(rèn)證:UL 2054、IEC 62133、GB/T 31241;環(huán)境測(cè)試:通過高溫高濕(85℃/85%RH)、冷熱沖擊等可靠性驗(yàn)證。
鋰電池保護(hù)板是專為可充電鋰電池提供周全防護(hù)的集成電路板,在鋰電池的安全使用與壽命延長方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。從結(jié)構(gòu)組成來看,它主要由控制 IC、MOS 開關(guān)、精密電阻、NTC、ID 存儲(chǔ)器、PCB 等多個(gè)關(guān)鍵組件構(gòu)成。控制 IC 如同保護(hù)板的 “智慧大腦”,時(shí)刻精細(xì)監(jiān)測(cè)電芯的電壓、電流等關(guān)鍵參數(shù),并依據(jù)預(yù)設(shè)程序進(jìn)行判斷與指令發(fā)布;MOS 開關(guān)則充當(dāng)電路的 “智能開關(guān)”,根據(jù)控制 IC 的指令,迅速且精細(xì)地控制電路的通斷,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充放電過程的有效管控;精密電阻用于精確測(cè)量電流,為控制 IC 提供準(zhǔn)確的電流數(shù)據(jù);NTC(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻)可實(shí)時(shí)感知環(huán)境溫度,一旦溫度超出安全范圍,便會(huì)協(xié)同其他組件啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制,避免電池因高溫而受損;ID 存儲(chǔ)器則存儲(chǔ)著電池的關(guān)鍵信息,諸如電池種類、生產(chǎn)日期等,這不僅有助于產(chǎn)品的質(zhì)量追溯,還能依據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電池的使用進(jìn)行合理限制。保護(hù)板是BMS的硬件基礎(chǔ),負(fù)責(zé)基礎(chǔ)保護(hù);BMS包含軟件算法,額外管理均衡、通信、狀態(tài)估算等功能。
從硬件結(jié)構(gòu)看,鋰電池保護(hù)板由控制芯片、MOS管、采樣電阻及輔助元件(如NTC熱敏電阻)協(xié)同構(gòu)成??刂菩酒?fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與邏輯判斷,MOS管作為執(zhí)行開關(guān)控制充放電回路通斷,而采樣電阻則用于精確測(cè)量電流與分壓。在選型時(shí)需重點(diǎn)匹配電池類型(三元鋰/磷酸鐵鋰)、電壓等級(jí)及電流需求,例如電動(dòng)工具需選擇持續(xù)電流30A以上的型號(hào),同時(shí)兼顧低內(nèi)阻(通常<50mΩ)以減少能量損耗。對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)景如電動(dòng)汽車或儲(chǔ)能系統(tǒng),保護(hù)板往往升級(jí)為電池管理系統(tǒng)(BMS),集成溫度監(jiān)控、通信接口(CAN/UART)及主動(dòng)均衡功能,以應(yīng)對(duì)高低溫環(huán)境、多串電池組管理及遠(yuǎn)程監(jiān)控需求。實(shí)際應(yīng)用中,保護(hù)板廣闊覆蓋消費(fèi)電子、電動(dòng)交通工具、工業(yè)設(shè)備及儲(chǔ)能領(lǐng)域。手機(jī)、無人機(jī)等小型設(shè)備依賴單節(jié)保護(hù)板實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)防護(hù),而電動(dòng)車電池組則需多串保護(hù)板配合BMS實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)均衡與故障診斷。值得注意的是,用戶需避免擅自繞過保護(hù)板使用裸電池,并定期檢測(cè)均衡功能與保護(hù)閾值,尤其在高溫、高濕環(huán)境中需加強(qiáng)絕緣防護(hù)。若出現(xiàn)誤觸發(fā)或不工作現(xiàn)象,可能源于MOS管損壞或焊接故障,需及時(shí)檢修更換。總之,鋰電池保護(hù)板通過多層次的安全策略,在能量密度與安全性之間構(gòu)建了關(guān)鍵平衡,成為現(xiàn)代鋰電技術(shù)普及的重要基石。部分保護(hù)板集成溫度傳感器,過熱/過冷時(shí)切斷電路。電動(dòng)三輪車鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)云平臺(tái)開發(fā)
當(dāng)電池出現(xiàn)異常情況時(shí),保護(hù)板可以及時(shí)向用戶發(fā)出預(yù)警信息并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。低速電動(dòng)車鋰電池保護(hù)板云平臺(tái)開發(fā)
鋰電池保護(hù)板按保護(hù)功能分:有單純過充、過放、過流保護(hù)的基本型保護(hù)板,以及在此基礎(chǔ)上增加了短路保護(hù)、溫度保護(hù)等功能的增強(qiáng)型保護(hù)板。按適用電池類型分:可分為鈷酸鋰電池保護(hù)板、磷酸鐵鋰電池保護(hù)板、三元鋰電池保護(hù)板等,不同類型的鋰電池由于其化學(xué)特性和電壓平臺(tái)不同,需要與之匹配的保護(hù)板來進(jìn)行精細(xì)保護(hù)。按串?dāng)?shù)分:有單串鋰電池保護(hù)板,主要用于一些小型電子設(shè)備如手機(jī)電池等;還有多串鋰電池保護(hù)板,常見于電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具等需要較高電壓和容量的設(shè)備中,多串保護(hù)板需要具備更復(fù)雜的均衡功能,以確保每串電池都能在安全和高效的狀態(tài)下工作。低速電動(dòng)車鋰電池保護(hù)板云平臺(tái)開發(fā)